(57)【要約】【課題】高調波ノイズを低減した改良されたモータを提供すること。【解決手段】電気モータは、固定子と、固定子に直面して回転可能に装着された回転子とを備えている。回転子は、少なくとも第１の歯(10)と、第２の歯(20)と、第３の歯(30)とを備え、これらは、隣接している。これらの歯の各々は、コアから半径方向外方に延びるリブ区分と、このリブ区分の外端に配置された歯区分とを含む。第１の歯(10)と第２の歯(20)との間の角度は、ｎ度であり、回転子コアがｎ度回転されて第１の歯(10)を第２の歯(20)に向けて移動するときに、回転された第２の歯(20)が回転前の第３の歯(30)に一致しないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、第１の歯と、この第１の歯に隣接した第２の歯と、この第２の歯に隣接した第３の歯とを備え、これらの歯の各々は、半径方向外方に延びるリブ区分と、このリブ区分の外端に配置された歯区分とを含み、第１の歯と第２の歯との間の角度は、ｎ度であり、回転子コアがｎ度回転されて第１の歯を第２の歯に向けて移動するときに、回転された第２の歯が、回転前の第３の歯に一致しないようにする、電気モータ用の回転子コア。
【請求項２】
前記第１の歯のリブ区分と前記第２の歯のリブ区分との間の角度は、前記第２の歯のリブ区分と前記第３の歯のリブ区分との間の角度より大きいか又は小さい、請求項１に記載の回転子コア。
【請求項３】
前記歯の２つの隣接リブ区分間の１つの角度は、３６０°を歯の数で除算することにより定められるベース角度に等しく、そして前記歯の２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、ベース角度＋Δθに等しく、但し、Δθは、ベース角度の１％から４０％である、請求項２に記載の回転子コア。
【請求項４】
前記回転子コアは、１２個の歯を含み、２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、３０°に等しく、２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、２８°に等しく、２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、３２°に等しい、請求項３に記載の回転子コア。
【請求項５】
各歯区分の周囲方向巾は同じである、請求項１から４のいずれかに記載の回転子コア。
【請求項６】
第２の歯の歯区分の周囲方向巾は、第３の歯の歯区分の周囲方向巾より大きいか又は小さい、請求項１に記載の回転子コア。
【請求項７】
隣接歯間に巻線スロットが形成され、隣接歯区分間に巻線スロット開口を有し、
１つの巻線スロット開口の周囲方向巾は、別の巻線スロット開口より大きく；又は
巻線スロット開口の周囲方向巾が同じであり且つ隣接巻線スロット開口間の全ての角度が同じでない、請求項６に記載の回転子コア。
【請求項８】
２つの隣接巻線スロット開口間の１つの角度は、３６０°を歯の数で除算することにより定められるベース角度に等しく、そして２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、ベース角度＋Δｆに等しく、但し、Δｆは、ベース角度の１％から４０％である、請求項７に記載の回転子コア。
【請求項９】
前記回転子コアは、１２個の歯及び１２個の巻線スロットを含み、２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、３０°に等しく、２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、３２°に等しく、２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、２８°に等しい、請求項７に記載の回転子コア。
【請求項１０】
前記第１の歯と前記第２の歯との間の巻線スロットに堆積されるコイル巻回の数は、前記第２の歯と前記第３の歯との間の巻線スロットに堆積されるコイル巻回の数より大きいか又は小さい、請求項７に記載の回転子コア。
【請求項１１】
前記第２の歯のリブ区分の周囲方向巾は、前記第３の歯のリブ区分より大きいか又は小さい、請求項１から１０のいずれかに記載の回転子コア。
【請求項１２】
固定子と、固定子に直面して回転可能に装着された回転子とを備え、回転子は、請求項１から１１のいずれかに記載の回転子コアを含むものである、電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータに係り、より詳細には、電気モータの回転子コアに係る。
【背景技術】
【０００２】
モータが動作するときには電磁ノイズが放射される。電磁ノイズの１つの要素は、高調波ノイズである。高調波ノイズは、主に、モータトルクのリップルによって生じる。例えば、永久磁石直流（ＰＭＤＣ）モータが動作するときには、固定子に対するコイルの位置及び巻線の電流が周期的に変化して、周期的なトルクリップルを生じさせる。図３は、従来のモータの１２スロット回転子コアの断面図である。このような従来のモータでは、高調波ノイズは、１２次の高調波ノイズと、その整数倍レベルの高調波ノイズ、例えば、２４次の高調波ノイズ、３６次の高調波ノイズ、等々を含む。
【０００３】
特に、ＨＶＡＣ（暖房、換気及びエアコンディショニング）用途では、人々がより快適に感じるために、高調波ノイズを排除するか又は少なくとも減少することが望まれる。高調波ノイズを減少するための１つの既知の仕方は、回転子の極に、極面に沿って軸方向に延びる溝を設けることである。これらの溝は、巻線が敷設されないのでダミースロットとして知られ、製造の容易さを保ちながら、高調波ノイズに関して非常に多数の極を有しているかのようにモータが機能できるようにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ダミースロットのために回転子と固定子との間のエアギャップが増加し、モータの性能が低下する。それ故、高調波ノイズを低減した改良されたモータが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、その１つの態様において、少なくとも、第１の歯と、この第１の歯に隣接した第２の歯と、この第２の歯に隣接した第３の歯とを備え、これらの歯の各々は、半径方向外方に延びるリブ区分と、このリブ区分の外端に配置された歯区分とを含み、第１の歯と第２の歯との間の角度は、ｎ度であり、回転子コアがｎ度回転されて第１の歯を第２の歯に向けて移動するときに、回転された第２の歯が、回転前の第３の歯に一致しないようにする、電気モータ用の回転子コアを提供する。
【０００６】
好ましくは、第１の歯のリブ区分と第２の歯のリブ区分との間の角度は、第２の歯のリブ区分と第３の歯のリブ区分との間の角度より大きいか又は小さい。
【０００７】
好ましくは、歯の２つの隣接リブ区分間の１つの角度は、３６０°を歯の数で除算することにより定められるベース角度に等しく、そして前記歯の２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、ベース角度＋Δθに等しく、但し、Δθは、ベース角度の１％から４０％である。
【０００８】
好ましくは、回転子コアは、１２個の歯を含み、２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、３０°に等しく、２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、２８°に等しく、２つの隣接リブ区分間の少なくとも１つの角度は、３２°に等しい。
【０００９】
好ましくは、第２の歯の歯区分の周囲方向巾は、第３の歯の歯区分の周囲方向巾より大きいか又は小さい。
【００１０】
好ましくは、隣接歯間に巻線スロットが形成され、隣接歯区分間に巻線スロット開口を有し、１つの巻線スロット開口の周囲方向巾は、別の巻線スロット開口より大きく；又は巻線スロット開口の周囲方向巾が同じであり且つ隣接巻線スロット開口間の全ての角度が同じでない。
【００１１】
好ましくは、２つの隣接巻線スロット開口間の１つの角度は、３６０°を歯の数で除算することにより定められるベース角度に等しく、そして２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、ベース角度＋Δｆに等しく、但し、Δｆは、ベース角度の１％から４０％である。
【００１２】
好ましくは、回転子コアは、１２個の歯及び１２個の巻線スロットを含み、２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、３０°に等しく、２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、３２°に等しく、２つの隣接巻線スロット開口間の少なくとも１つの角度は、２８°に等しい。
【００１３】
好ましくは、前記第１の歯と前記第２の歯との間の巻線スロットに堆積されるコイル巻回の数は、前記第２の歯と前記第３の歯との間の巻線スロットに堆積されるコイル巻回の数より大きいか又は小さい。
【００１４】
好ましくは、前記第２の歯のリブ区分の周囲方向巾は、前記第３の歯のリブ区分より大きいか又は小さい。
【００１５】
好ましくは、隣接歯間の角度が全て等しいのでないときには、各歯区分の周囲方向巾が同じである。
【００１６】
又、本発明は、その第２の態様によれば、上述した回転子コアを組み込んだ電気モータも提供する。
【００１７】
以下、添付図面を参照し、本発明の２つの好ましい実施形態を一例として説明する。２つ以上の図に現れる同じ構造物、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図において同じ参照番号で示す。図示されたコンポーネント及び特徴部の寸法は、一般的に、表現の便宜上及び明瞭化のために選択されたものであって、必ずしも正しいスケールで示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態によるモータの回転子コアの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるモータの回転子コアの断面図である。
【図３】従来のモータの回転子コアの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態によるモータの断面図である。回転子コアは、１２個の歯を備えている。歯１０のような各歯は、リング形状のコア中心部から半径方向外方に延びるリブ区分１１と、リブ区分１１の外端に位置されて周囲方向に延びる歯区分１２とを備えている。同様に、歯２０は、リブ区分２１及び歯区分２２を備え、歯３０は、リブ区分３１及び歯区分３２を備え、等々である。
【００２０】
この実施形態では、隣接歯間の各角度が各々参照文字θ１〜θ１２で表されている。各角度は、１つの歯の半径方向中心線から隣接歯の半径方向中心線まで測定される。例えば、角度θ１は、歯１０と歯２０との間の角度であり、歯１０のリブ区分１１の半径方向中心線から歯２０のリブ区分２１の半径方向中心線まで測定される。同様に、角度θ２は、歯２０のリブ区分２１の半径方向中心線から歯３０の半径方向中心線３２まで測定され、等々である。
【００２１】
この実施形態では、１２個の歯が非対称的に分布されている。角度θ１〜θ１２の値は、各々、３０°、３０°＋Δθ、３０°＋Δθ、３０°＋Δθ、３０°−Δθ、３０°−Δθ、３０°、３０°−Δθ、３０°＋Δθ、３０°＋Δθ、３０°−Δθ、３０°−Δθであり、ここで、３０°は、３６０°を巻線スロット又は歯の数で除算することにより定められたベース角度であり、Δθは、変数である。変数Δθは、ベース角度の１％から４０％であるのが好ましい。この実施形態では、変数Δθは、２°に等しい。
【００２２】
上述したように、角度θ１は、角度θ２に等しくない。それ故、歯１０を歯２０に向けて移動する方向に回転子が３０°（即ち、角度θ１の値）回転すると、回転された歯１０のリブ区分１１は、回転前の歯２０のリブ区分２１の位置に一致するが、回転された歯２０のリブ区分２１は、回転前の歯３０のリブ区分３１の位置に一致しない。換言すれば、全ての角度θ１〜θ２の値が同じでなく、それ故、回転子コアが所定角度にわたって回転されると、回転された回転子コアは、回転前の回転子コアに一致しなくなる。磁界の元々の変化の規則性は、回転子コアの非対称性のために変化される。回転子コアが３６０°回転されると、モータのトルクリップルが不規則に変化し、高調波ノイズを減少させる。非対称的な回転子コアにより高調波ノイズが減少されるので、回転子コアと固定子との間のエアギャップは変更されない。歯区分の周囲方向の広さは、全ての歯について同じであることに注意されたい。
【００２３】
上述した実施形態では、回転子コアが１２個の歯を備え、そして隣接歯のリブ区分間の角度が同じでないが、本発明は、この構成に限定されない。或いは又、歯のリブ区分の周囲方向巾が同じでなく、隣接リブ区分間の角度が同じであってもよい。更に、特定の要求を満足させるために、巻線スロットに堆積されるコイルの巻回数が異なってもよい。
【００２４】
実施例２
図２は、本発明の別の実施形態によるモータの回転子コアの断面図である。この回転子コアは、１２個の歯を備え、その各々は、コアから半径方向外方に延びるリブ区分と、このリブ区分の外端に配置された歯区分とを含む。例えば、歯１０は、リブ区分１１及び歯区分１２を備え、歯２０は、リブ区分２１及び歯区分２２を備え、等々である。
【００２５】
この実施形態では、１２個のリブ区分が回転子コアの周りを周囲方向に均一に分布されている。換言すれば、全てのリブ区分が対象的に配列されている。しかしながら、１２個の歯区分の周囲方向巾は、同じでない。例えば、歯区分２２の周囲方向巾は、隣接歯区分３２より小さい。それ故、歯２０が歯３０に向かって回転されると、回転された歯２０の歯区分２２が、回転前の歯３０の歯区分３２の位置に重畳するが、完全に一致はしない。良く知られているように、隣接歯区分間に巻線スロット開口が形成される。歯区分は、回転子コアの周囲方向に沿って対称的に分布されないので、巻線スロット開口は、対称的に分布されない。しかしながら、この好ましい実施形態では、全ての巻線スロット開口の周囲方向巾が同じである。
【００２６】
従って、隣接巻線スロット開口間の角度の値は、同じでない。２つの隣接巻線スロット開口間の角度は、１つの巻線スロット開口の半径方向中心線から、それに隣接する巻線スロット開口の半径方向中心線まで測定される。図２を参照すれば、隣接巻線スロット開口間に形成される１２個の角度は、各々、ｆ１〜ｆ１２で表され、角度ｆ１は、歯１０により分離された２つの巻線スロット間の角度であり、そして角度ｆ２は、歯２０により分離された２つの隣接巻線スロット間の角度であり、等々となる。角度ｆ１〜ｆ１２の値は、各々、３０°−Δｆ、３０°−Δｆ、３０°、３０°＋Δｆ、３０°＋Δｆ、３０°＋Δｆ、３０°−Δｆ、３０°−Δｆ、３０°、３０°−Δｆ、３０°＋Δｆ、及び３０°＋Δｆであり、ここで、３０°は、３６０°を巻線スロットの数で除算することにより定められるベース角度であり、そしてΔｆは、好ましくはベース角度の１％から４０％の変数である。この実施形態では、Δｆは、２°に等しい。
【００２７】
この実施形態では、磁界の元々の変化の規則性及び元々のトルクリップルの周期性が、巻線スロット開口の非対称的分布によって破壊され、その結果、高調波成分が減少されると共に、高調波ノイズが減少される。更に、回転子コアとモータ固定子との間のエアギャップが増加されない。
【００２８】
上述した第２の実施形態では、各巻線スロット開口の周囲方向巾が同じであるが、隣接巻線スロット開口間の角度は、同じでない。或いは又、隣接巻線スロット開口間の角度が同じであるが、巻線スロット開口の周囲方向巾は、同じでない。又、別の実施形態では、巻線スロット開口が回転子コアの周囲方向に沿って非対称的に分布され、そしてモータの高調波ノイズが減少される。
【００２９】
更に、次の特徴のうちの少なくとも２つをもつモータを提供することができる。即ち、歯の歯区分の周囲方向巾が異なり、歯のリブ区分の周囲方向巾が異なり、隣接リブ区分間の角度が異なり、そして隣接巻線スロット間の角度が異なる。
【００３０】
本発明の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」及び「有する(have)」並びにその変化は、各々、ここに述べたアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用され、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。
【００３１】
本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【符号の説明】
【００３２】
１０：歯
１１：リブ区分
１２：歯区分
２０：歯
２１：リブ区分
２２：歯区分
３０：歯
３１：リブ区分
３２：歯区分
θ１〜θ１２：隣接歯間の角度
ｆ１〜ｆ１２：隣接巻線スロット間の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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